互联网Internet体系结构以及网关协议OSPF

路由器构成了Internet的基本体系结构，即使一个路由器没有对所有的目的地址建立路由表，那么它在路由表中一定有一个缺省路由方向，一旦这个数据包的目标地址不在路由表中，那么久按照这个缺省的方向进行发送。所以即使有着部分的路由信息，只要有缺省路由方向，数据包一样可以达到任何目的地址。但是作为互联网的一个整体，所有信息一定是完备的，这是因为总应该有至少一个路由表存储着到达某个地址的信息，否则的话这个主机就会变成“孤岛”，信息无法到达了。

那么问题就是，怎样设计一个体系，允许某个组管理当地的路由器，当添加新的网络互连和路由信息时不必更改远程路由器的路由表，这个就是Internet互联网体系应该考虑的事情。

原始的Internet结构中采用的体系结构是：由少量集中路由器保存全部目的地的路由信息，其他大量的外部路由器仅包含部分信息。他的优点是：本地管理者能够管理本地的结构变化而不必影响Internet的其他部分。但是缺点是：会带来潜在的不一致性，比如计算路由表的算法出错，传播过程出错都会使得路由器里面存在的信息不一致。

所以改进的办法是核心路由体系：核心路由体系中有一个核心系统，提供到所有可能目的地的可靠的、一致的且可信任的路由，每个网点经过许可获得一个Internet网络地址，再把该地址通告核心系统，核心系统内部互相通信以确保共享信息的一致性，有一个中央管理机构监测和控制这些核心路由器，因而具有很高的可靠性。核心系统构成了整个Internet网络；提供了统一的网络互联。

核心路由器组成了骨干网，让所有核心路由器交换路由信息使得每一个路由器都具有到所有目的地的最佳路径信息。如下图所示：

但是核心路由体系也存在着问题，比如核心路由器无法处理复杂的网络问题，因为非核心路由器太多了。所以就引入了自治系统（AS）.自治系统的原则是不把互联网络看作多个独立的网络，而是当作一个独立的组织，所有该网点的网络处于这个组织的控制之下。

所谓自治系统，每一个自治系统可自由地选择其内部的路由体系结构，收集内部所有网络信息，并责成若干路由器把这些可达信息送给其他自治系统。所以每个自治系统之间和自治系统之内就需要有特定的协议。

自制系统之内采用的是内部网关协议（IGP），一个经典的协议是开放最短路径优先协议（OSPF）。“开放性”表示公开可得，使用链路状态算法，OSPF广播消息给每个邻居，广播包在整个AS内泛洪。OSPF是具有层次性的：

在OSPF层次结构中，分为本地区域和骨干区域。链路状态广播仅仅局限于本地区域。骨干路由器运行局限于骨干区域的OSPF，边界路由器与其他自治系统的边界路由器相连。

在两个AS之间，用的是边界网关协议（BGP）。BGP分为两种：iBGP和eBGP。eBGP从邻居AS获取子网可达信息，iBGP将可达信息传播至所有AS内部路由器。如下图所示：

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